無線自主或多跳網絡中的方法和裝置的製作方法
2023-06-28 15:33:01
專利名稱：無線自主或多跳網絡中的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線多跳或自主(ad hoc)通信網絡。更具體地說，本發明涉及在這樣的網絡中信標或「hello」消息的使用。
背景技術：
移動通信的自組織無線網絡的概念至少從七十年代就已公知，但是在早些年對這樣的系統的研究和使用局限於軍事和緊急應用場合。人們確實認識到了用於各種通信的該系統的潛力，但是設備的成本和系統的複雜性使其應用非常有限。
近些年來，自組織網絡已經為人們所關注。人們希望為大量設備提供各種類型通信，認識到如果所有的設備可替代地與具有長距離無線通信能力的另一設備進行短程通信，則它們並不需要長距離的無線通信能力，從而增加對諸如膝上型電腦、個人數字助理(PDA)和數位相機之類的行動裝置的使用，並且如果可能與或從不在其「內部環境」的網絡進行通信，可能明顯增加其有用性，尤其是網際網路的存在為尋求這種通信提供了理由。同時該技術在收發器、電池、無線傳輸技術方面逐漸發展-它已經使得提供大量的帶有無線通信單元(例如收發器、編碼器/解碼器等)的不同類型的設備變得技術上可行和經濟上合理。自主網絡和多跳網絡就屬於這些引起了大量注意的自組織網絡。在該類型的網絡中，多個並最好所有的移動節點(例如蜂窩電話/移動終端、PDA或膝上型電腦)能夠用作無線電基站或其它移動節點的路由器(移動主機)。因此，消除了對固定基礎設施的需求，通過訪問到固定網絡(比如網際網路)，便良好完成了全面的自主操作。因此，從源移動節點到目的地移動節點發送的數據分組在到達目的地移動節點之前通常通過若干中間移動節點(多跳)進行路由。由於路由路徑(跳躍序列)沒有按照任何方式預先確定，自主網絡通常完全自組織，儘管可以用完善的優化路由來發現最好的路徑。自主網絡一般使用多跳，多跳網絡可以有一些預定的優選跳躍方案，即多跳網絡未必是自主網絡。
網絡中的節點通常最好保持有最近更新的路由表，規定本節點能夠將數據分組發送到的移動節點。在多跳網絡中，使用數據分組路由或類似方式，為所路由的各分組執行以下步驟當節點接收分組時，它為將數據分組導向目的地的下一跳節點檢查其路由表。如果接收節點沒有任何的下跳節點，但不是目的地節點，則路由表狀態在多跳網絡中是不連續的。為更新狀態，接收節點可以例如發起到目的地的路由搜索，等到狀態被自動更新(可以基於常規執行)或簡單地響應不具有正確操作路由的前面的站，並且所述前面的站可嘗試另一路由。然而，後例並不能真正解決全部的問題，而是輕微的將其緩解。該過程繼續，直到數據分組最終到達目的地節點。或者，沒有路由列表保持在移動節點中並且路由路徑經由會話建立。路由過程和對路由列表的更新可以按多種方式執行，並且現有技術中已報導了許多。
今天預想的自主和多跳網絡不僅可提供在不同種類的移動節點之間的通信，而且使得移動節點能訪問固定網絡並因而與其它類型的終端進行通信，訪問資料庫的信息並且下載用於資料或娛樂等的文件。上述固定網絡包括公共交換電話網(PSTN)、公共陸地移動網(PLMN)、區域網(LAN)和網際網路。對於自主和多跳網絡的全面描述給出在M.Frodigh等人的「無線自主建網-無需網絡的建網技術」(參見「Wireless ad hoc networking-The art of networking withouta network」，Ericsson Review，pp 248-263(4)2000)中。圖1示出了示範性的自主網絡，包括比如移動終端105的移動節點、PDA 105、膝上型電腦110和其它設有比如數位相機115的通信設備、以及比如LAN 120的設有無線接入點125的通信網絡和適用於GPRS的無線蜂窩通信網絡130。這些網絡通常經由路由器140與網際網路或者公司IP網互連。移動節點形成個人區域網135(PAN)，在其中它們進行通信並且在不同PAN中的移動節點連接到在其它PAN中的節點，並且連接到其它的通信網絡。從而各移動節點可通過多跳與所有的其它節點以及通信網絡進行通信。
自主和多跳網絡的組織和優化決非微不足道。在某些情況下，自主或多跳網絡會產生不具生產性的大範圍的信令，因為該信令並不將有效載荷數據提供給目的地節點。自主網的優化表明需要節省無線電資源和功率，這在大多情況下體現為電池壽命。由於節點的移動性，網絡拓撲可能頻繁並且按照不可預測的方式改變。而且，設備可能突然接通或關斷(或進入某睡眠模式)，導致新的鏈路出現或者現有鏈路消失。在這種動態環境中進行路由是一個困難的任務。在該領域已作了大量研究工作，並在例如WIPO出版物WO02/35779和WO 03/079611中有描述。功率問題在上述引用的「愛立信評論」(″Ericsson Review″)中有描述。WO 02/35779通過考慮和交換將數據分組轉發到其目的地的「成本」，講授了按有效方式執行多跳的方法。在WO O3/079611中，講授了基於對路徑損耗和噪聲電平估計的、調節用於傳輸的功率的方法。
為了能夠執行路由並在該環境移動節點中(一般還在固定網絡中)保持連接有效，按小分組的形式交換所謂的信標消息(或HELLO消息)。在一些例子中，節點還用信標來為各相鄰節點維持一跳路由入口的表格，例如允許節點來執行路由建立和路由維護。優化算法一般大量依賴於信標設置(beaconing)的結果。在執行服務質量QoS路由時信標設置特別重要，因為在這種情況下必須對拓撲結構有良好了解。信標還可以用於鄰居發現、同步(在接收信標幀之後，一個站使用時間標記值來更新其本地時鐘)，並用來了解由其它節點支持的數據速率。
儘管需要在自主和多跳網絡中進行通信，但是信標設置使用很少的電池功率用於發送、接收和處理信標以及幹擾節點的睡眠周期。而且，信標會干擾正常的數據傳輸。從而，數據分組會被破壞並且需要重傳，這樣就消耗更多的電池功率，降低網絡中的容量並且引入附加的延遲。此外，使用功率節省模式的站將需要消耗更多的功率，因為它們需要被更經常地被叫醒，這減少了功率節省模式的好處。對於用過的發送功率也可作類似的推理。
發明內容
在所有的自主和多跳網絡中信標設置非常重要(特別對於QoS路由)，因為拓撲結構需要在多跳網絡中被良好反映以利於有效操作。然而，信標傳輸所生成的開銷量會相當大，用於傳輸所消耗的功率降低了電池壽命、佔用了無線資源並且增加了不容忽略的幹擾。
現在的課題是提供對自主或多跳網絡在拓撲結構獲知上所要求的精度並且同時限制上述信標設置的缺陷。
本發明的目的是提供一種克服現有技術的缺陷的方法、系統和程序。該目的通過權利要求1和12所定義的方法、權利要求30所定義的系統、權利要求23所定義的無線電節點和權利要求28所定義的程序產品來實現。
在根據本發明的方法中，信標消息(HELLO消息)在自主或多跳網絡的多個無線電節點之間發送。無線電節點發送其信標的速率基於對網絡動態特性的估計。此外，信標的發送功率最好也基於對網絡動態特性的估計。無線電節點將它們對網絡動態特性的估計基於從相鄰無線電節點接收的信標。
根據本發明的方法可包括以下步驟。本方法應當至少在一個無線電節點中執行，但是最好在網絡中儘可能多的無線電節點中執行。
a)-定義鄰居的子集；其中第一無線電節點b)-記錄並存儲與來自至少第二無線電節點的信標消息相關的信標消息或信標參數，該第二無線電節點是子集的一部分；c)-至少根據第二無線電節點基於所接收的信標或信標參數估計網絡動態特性；d)-基於對網絡動態特性的估計確定信標傳輸速率。
該方法可包括比較網絡動態特性估計的步驟，其中如果對網絡動態特性的當前估計與對網絡動態特性的先前估計有至少預定數量的不同，則該方法進到確定步驟d)，否則該方法繼續對子集中的相鄰無線電節點進行監控(步驟a-c)。
根據本發明的多個無線電節點的系統形成了自主或多跳網絡，其中無線電節點在彼此之間發送信標消息(HELLO消息)。系統的無線電節點中的至少一個發送其信標的速率是基於對網絡動態特性的估計。
根據本發明的無線電節點適合與在自主或多跳網絡中的多個其它無線電節點進行通信，其中對於多個無線電節點中的無線電節點中的至少一個，無線電節點發送和接收信標消息(HELLO消息)。系統的無線電節點中的至少一個發送其信標的速率基於對網絡動態特性的估計。
根據本發明的一個實施例，無線電節點包括發送部分和接收部分，它包括發送器和接收器以及分別與之關聯的信號處理單元。接收部分被設置用來接收、存貯和處理多個信標消息以確定對網絡動態特性的估計，並且在這一點上發送部分被設置用來調節速率，無線電節點發送信標的速率基於對網絡動態特性的估計。這可優選地被實現使得接收部分包括用於記錄多個信標消息的信標記錄模塊，並且確定信標參數，該信標參數包括例如各自所接收的信號功率以及所接收的信標消息的到達時間。接收部分還包括用於存儲信標參數的存儲模塊，以及用於執行對由存儲模塊提供的信標參數進行統計分析的統計處理模塊。發送部分最好包含一個信標調節模塊，用以基於對由統計處理模塊提供的網絡動態特性的估計來確定和調節發送的信標消息的傳輸速率和/或功率。
本發明使得在自主或多跳網絡中將與信標消息相關的開銷最小化成為可能。
本發明的一個優點是拓撲圖的精度良好，並且在例如由移動無線電節點之間的移動性引起拓撲結構改變時有效地維持連接。這將改善在網絡中用於連接的吞吐量。比如由本發明的方法提供的有效的信標協議，對於提供具有帶寬(即數據速率)保證的QoS(服務質量)的多跳網絡特別重要。
另一優點是本發明的該方法和裝置能顯著降低無線電節點的功耗，同時確保拓撲圖的精度良好，這將提高無線電節點的電池壽命。
本發明的實施例在從屬權利要求中規定。若結合附圖和權利要求書一起考慮，本發明的其它目的、優點和新穎技術特徵將變得顯而易見。
現在將參考附圖來詳細描述本發明，其中圖1是關於多個自主網和到固定網絡的接入點的示意圖(現有技術)；圖2是關於形成可利用本發明的方法的自主網的節點的示意圖；圖3是關於本發明的方法的流程圖；圖4a-f說明了在會影響按照本發明的方法對網絡動態特性的估計的網絡中的不同情形；圖5是根據本發明的無線電節點的示意圖。
具體實施例方式
圖2是說明其中可有利地使用本發明的方法和裝置的自主或多跳無線通信網絡200的示例的示意圖。該網絡包括多個移動無線電節點205:1、205:2、...、205:v、...、205:n。最好各移動無線電節點205具有用作路由器的能力。移動無線電節點的示例包括但不限於移動終端(蜂窩電話)、膝上型電腦和帶有無線通信接口的PDA以及這些設備的組合。可使用各種無線電傳輸技術，例如時分多址(TDMA)、空間時分多址(STDMA)、碼分多址(CDMA)、載波監聽多址(CSMA)或者比如藍牙TM和WLAN標準。該網絡還可包括具有有限(或沒有)路由能力的設備(未示出)，它們能與網絡中的其它實體進行通信，但是不傳送消息。此外，該網絡可包括固定無線電節點215，它最好提供到諸如LAN、PLMN(即蜂窩系統)和PSTN之類的其它通信網絡的接入點。
移動無線電節點205到處移動、進入睡眠模式、例如通過關斷而離開網絡，其它無線電節點205可以添加到該網絡。於是就形成了一個一直在改變著的通信網絡，其中對於不同的網絡和部分網絡，改變率和改變幅度會顯著不同，而且特定網絡例如在不同時間會有不同的特性。在後文中使用的術語「網絡動態特性」，指表現出自主網或多跳無線通信網絡的動態特性，並且該特性基於對網絡中的改變率和改變幅度的測量。
前面描述的無線電節點205，通過用信標(或HELLO)消息重複發送信令來維持網絡，它們需要建立可能的路由路徑。信標消息一般代表著網絡中的大量的開銷和功耗。
在根據本發明的方法和裝置中，自主網或多跳無線通信網絡的移動無線電節點205以及也可能有的固定無線電節點215，基於網絡的動態特性在其發送的信標消息和/或在發送信標消息中使用的發送功率中修改周期。根據本發明方法，無線電節點205、215基於來自其它無線電節點的輸入信標消息決定網絡動態特性。從而，可認為本發明的方法分布到各個無線電節點，各節點最好基於網絡的本地拓撲結構進行其自身分析和修改。
考慮無線電節點205:v，本發明的第一實施例包括以下主要步驟，最好在各無線電節點205、215中執行，該步驟說明在圖3的流程圖中。
305定義一個鄰居的子集。
將網絡中的所有無線電節點納入考慮通常是不可行的。因此，為移動無線電節點205:v定義了一個相鄰無線電節點的子集。表示為NBv的子集可包含預定數量的最接近的無線電節點，例如十個最接近的鄰居。或者，在一個子集中包含預定距離內的無線電節點。最好，將距離與信標消息的無線電信號的路徑損耗相關，但可使用其它形式的距離測量，如果可用的話，比如使用GPS。
310記錄和存儲信標。
移動無線電節點205:v記錄來自子集NBv中的各鄰居的信標消息並存儲各個信標消息的信標參數。信標參數例如可包括接收功率、到達時間、發送節點的距離或位置的測量。參數可以通過接收無線電節點導出，另一種方式是可以由發送無線電節點包含在信標消息中，或者是這兩種方式的結合。
315估計網絡動態特性。
基於來自在子集NBv的鄰居的所接收的信標消息的信標參數，移動無線電節點205:v對該無線電節點所經受的網絡動態特性進行估計。預定數量的先前接收的信標，或者在預定時間周期中接收的信標被考慮。所述估計中可考慮對在鄰居的子集NBv中的改變幅度和改變率，最好通過測量相對路徑損耗，即測量移動無線電節點205:v與其相鄰無線電節點相比的相對速度。從而，在子集NBv中接近移動無線電節點205:v的並以某速度運動的無線電節點，將比以相同速度運動但距離無線電節點205:v較遠的另一無線電節點對網絡動態特性的估計有更大的影響。換言之，在網絡動態特性的估計中，移動無線電節點205:v的本地區域中的改變將比遠程區域中的改變被給予較高的權重。
320比較網絡動態特性的估計值。
如果對網絡動態特性的當前估計值與先前不同，或者最好是具有預定數量的差異，則算法進到步驟325。否則，即在估計值中沒有改變或改變不明顯，移動無線電節點205:v繼續監控相鄰無線電節點以檢測網絡動態特性的改變，即步驟305-320。
325確定信標速率。
移動無線電節點205:v基於從步驟315對網絡動態特性的估計值確定信標消息的發送速率。
330發送信標。
移動無線電節點205:v發送適於網絡動態特性的信標消息。重複步驟305-320以確定信標發送速率和/或發送功率是否應當被更新。
如前所述，按照與信標發送速率相同的方式，信標的發送功率可有利地基於網絡動態特性被調節。本方法還可包括以下的附加步驟327確定信標發送功率。
移動無線電節點205:v確定從步驟315基於網絡動態特性的估計值來確定信標消息的發送功率。
在本發明的第二實施例中，移動無線電節點205:v為其將發送的各信標確定信標速率和(可能時)發送功率。步驟315-325(327)將由步驟315′替代，且步驟330將相應地由330′替代，以對應於315′確定信標速率和發送功率。
移動無線電節點205:v基於在子集NBv中的無線電節點的路徑損耗歷史確定下一個信標的信標速率和(可能時)發送功率330′發送信標。
移動無線電節點205:v按照在步驟315′中的確定來發送適於網絡動態特性的信標。
這個備選實施例可用更形式化的方式描述，其中無線電節點205:v的第i個信標的發送功率PTXi(v)和信標速率Bratei(v)可作為路徑損耗歷史的函數計算PTXi(v)=f1(Gjk;jkJk,kNBv),---(1)]]>Bratei(v)=f2(Gjk;jkJk,kNBv),---(2)]]>
其中，Gjk是從無線電節點k接收的第j個信標的前往無線電節點k的路徑損耗，Jk是從無線電節點k接收的信標的(可被截短)歷史，並且NBv是節點v的鄰居，以及f1和f2是一些將發送功率和信標速率調整到某預定性能目標的任意目標函數。該等目標函數應當從廣義上理解，因為它涉及輸入參數的簡單線性處理或者更多的含有各種數學工具比如變換、迭代等的高級處理。從上面的公式可以推出，相對於節點的重心具有最大的相對速度的鄰居會對發送功率和信標速率有最大的影響。路徑損耗(或路徑增益)可優選地由那些在信標消息的報頭中指明的使用功率電平的信標來確定。基於接收功率電平和對發送電平的認識，不難確定(開環)路徑增益。還可使用其它的路徑損耗確定方法(例如閉環方法)。除了使用關係式(1)和(2)外，無線電節點205:v的第i個信標的發送功率PTXi(v)和信標速率Bratei(v)還可根據通過搜索PTXi(v)Bratei(v)的定義空間而被優化的單個目標函數加以確定。
相對於其相對速度的鄰居對網絡動態特性的估計值的影響在圖4a-f中示出。圖4a所示的移動無線電節點205:v是對於移動無線電節點205:1靜止的情形。兩個無線電節點很可能都靜止不動，但是靜止的情形還可能出現在兩個無線電節點以基本相同的速度運動時。在圖4b中，由無線電節點205:v接收的來自無線電節點205:1的信標被描寫為接收信號強度相對於時間的曲線圖。這還能看作信標歷史Jk(k＝1)的圖示。如圖所示，來自移動無線電節點205:1的信標以基本恆定的強度接收，除了由於無線電信道的時間中的變化的一些變化之外。在圖4c和d中，移動無線電節點205:2在距離移動無線電節點205:v的相當大距離處以速度v運動。因為在移動無線電節點205:v和205:2之間的相對速度在它們之間的距離大時會比較小，在由移動無線電節點205:1發送以及由移動無線電節點205:v接收的信標的接收信號強度中的時間上的改變會緩和，這可以在圖4d中看出。如果在另一方面，移動無線電節點205:3接近移動無線電節點205:v，如圖4e所示，並且例如以相同的速度v運動，在移動無線電節點205:v和205:2之間的相對速度會較大。這反映在圖4f所示的信標的歷史中，其中可看出接收的信號強度中的顯著改變。
由移動無線電節點205:v接收的信標的歷史可用公知方法進行分析，例如作為在連續信標之間相對差異的簡單測量、在所接收信號強度的導數中的改變，或使用更完善的統計方法。
在上述情形中，移動無線電節點205:3會對由移動無線電節點205:v所經受的網絡動態特性有最大的影響，它必須將其信標傳輸速率調整到該無線電節點，通常為較高速率。如果移動無線電節點205:3不存在，則移動無線電節點205:v將看到一個幾乎靜止的網絡並且因而會使用較低速率。信標的傳輸功率一般大部分由較遠的鄰居支配，而不取決於具有高相對速度的近鄰居。然而，信標的歷史可用來例如預測快速運動的無線電節點不久將需要高的發送功率，如在下文中將進一步討論。
為簡單起見，在圖4b、d和f中，信標速率被說明為相等和恆定的。如果本發明的方法由網絡中的無線電節點使用，則信標速率為可變參數。這不一定會限制對所接收信標的分析。事實上，一個無線電節點發送其信標的速率反映出該無線電節點如何感受網絡，因此由另一無線電節點接收的信標速率可被結合到網絡動態特性的估計中。注意，在具有高的相對移動性的區域中，信標速率將會高以反應實際拓撲的改變，然而在相對移動性較低的其它區域中，速率會低，因為在網絡拓撲結構中沒有變化或變化不明顯。
根據對網絡動態特性的估計，在本發明的示範實施例中，可能對網絡的未來行為並因此而對適當的未來信標速率和發送功率下結論。這些類型的結論之所以能作出，是由於對來自各無線電節點的歷史作了分析。由此能就例如移動無線電節點的相對速度作出結論。預測器可利用該知識，可結合先驗知識或所取得的知識來估計未來時間區段的信標速率和發送功率。適當的預測器已成為公知的現有技術，但是會例如基於指數光滑或某種濾波器，這取決於所需的精度。在本發明的第三實施例中，功能性預測包括在其中信標速率和發送功率被確定的步驟中，分別對應於在第一和第二實施例中的步驟325、327和315′。
本發明的方法可以按各種方式實現。本發明的第四實施例給出了一個可能的實現示例，在本發明的該實施例中，發送功率和信標速率基於先前的發送功率和信標速率以及在路徑損耗中的相對差異的絕對值|ΔGjk|，即Gjk=|Gjk-Gjk-1Gjk-1|---(3)]]>因而發送功率和信標速率可以計算為PTXi(v)=f1(PTXi-1(v),Gjk,Gjk;iI,jkJk,kNBv)---(4)]]>Bratei(v)=f2(Bratei-1(v),Gjk,Gjk;iI,jkJk,kNBv)---(5)]]>其中I為由移動無線電節點205:v發送的信標的歷史(可被截短)。該實施例方便和有效，因為在考慮相對差異ΔGjk時信標歷史被「重新使用」。
本發明使得在自主或多跳網絡中與信標消息相關的開銷能最小化。拓撲圖的精度良好，並且在例如在移動無線電節點之間的移動性引起拓撲結構改變時連接被有效維持。這將改善網絡中連接的吞吐量。例如有本發明的方法所提供的有效信標協議，對於提供具有帶寬(即數據速率)保證的QoS(服務質量)特別重要。
適合使用本發明的方法的無線電節點(205)在圖5中示意說明。本發明的無線電節點包括發送部分501和接收部分502，它分別包括發送器和接收器以及與之相關的信號處理單元。接收部分被設置用來接收、存貯和處理多個信標消息以確定對網絡動態特性的估計，並且發送部分設置成基於對網絡動態特性的估計來調節無線電節點發送信標的速率。這可被優選地實現，使得接收部分502包括用於記錄多個信標消息(步驟310)的信標記錄模塊505，並且確定信標參數，該信標參數包括例如各自接收的信號功率以及所接收的信標消息的到達時間，用於存儲信標參數的存儲模塊510，以及統計處理模塊515，用於執行對由存儲模塊510提供的信標參數進行統計分析(步驟315、320)。
發送部分501最好包括信標調節模塊(520)，用以基於對由統計處理模塊提供的網絡動態特性的估計來確定和調節被發送信標消息的發送速率和/或功率(步驟325、327和330)。
以上描述的實現應當視為非限定性示例。顯然，對於本領域技術人員來說，上述「模塊」應當視為功能性單元，而不必為物理實體，並且在該意義上涵蓋一些功能上聯接的模塊。
本方法和裝置將進一步地明顯降低無線電節點的功耗，並且同時保證拓撲圖的精度良好。這將改善移動無線電節點205的電池壽命。
本發明的方法最好藉助於包括用於執行本方法的步驟的軟體代碼的程序產品或程序模塊產品來實現。所述程序產品最好在自主或多跳網絡內的多個無線電節點205、215上執行。所述程序由計算機可用介質(比如軟盤、CD)配送或從中下載，也可通過網際網路等傳送。
雖然本發明結合當前被認為最實際可行的優選實施例而被描述，但是應當理解，本發明並不限於所公開的實施例，相反，本說明書涵蓋在所附權利要求書的精神和範圍內包括的各種修改和等價物。
權利要求
1.一種在自主或多跳網絡中的多個無線電節點(205、215)之間發送信標消息的方法，其特徵在於第一無線電節點發送其信標的速率基於對網絡動態特性的估計。
2.如權利要求1所述的信標發送方法，還包括第一無線電節點無線發送其信標的信標發送功率基於對網絡動態特性的估計。
3.如權利要求1或2所述的信標發送方法，其中所述對網絡動態特性的估計至少由第一無線電節點執行並基於由第一無線電節點從至少第二無線電接收的多個信標。
4.如權利要求3所述的信標發送方法，其中所述對網絡動態特性的估計基於至少第二無線電節點對第一無線電節點的相對速度的分析。
5.如權利要求4所述的信標發送方法，其中所述對網絡動態特性的估計基於對多個相鄰無線電節點的相對速度的分析，且其中與第一無線電節點相比呈現最大相對速度的相鄰無線電節點被給予對所述網絡動態特性的估計的最大影響。
6.如權利要求1到5所述的信標發送方法，其中至少第一無線電節點執行以下步驟a)-定義鄰居的子集NBv(305)；b)-記錄來自作為所述子集一部分的至少第二無線電節點的信標消息(310)並存儲對應信標消息的信標參數；c)-基於從在所述子集中的至少第二無線電節點接收的信標消息的信標參數估計網絡動態特性(315)；d)-基於對所述網絡動態特性的估計確定信標速率(325)。
7.如權利要求6所述的信標發送方法，其中所述方法包括在所述確定步驟d)之前要執行的以下步驟-比較對網絡動態特性的估計(320)，其中如果網絡動態特性的當前估計值與網絡動態特性的先前估計值有至少預定數量的不同，則所述方法進到所述確定步驟d)，否則第一所述方法繼續監控在所述子集中的相鄰無線電節點(步驟a-c)。
8.如權利要求6所述的信標發送方法，其中在所述估計網絡動態特性的步驟，所述對網絡動態特性的估計至少部分地基於從所述子集中的至少第二無線電節點接收的信標的路徑損耗歷史。
9.如權利要求6所述的信標發送方法，其中所述信標參數包括至少一個與信標消息的接收信號強度有關的參數和至少一個與信標消息的到達時間有關的參數。
10.如權利要求9所述的信標發送方法，其中所述信標參數包含由發送無線電節點包括在信標消息中的參數。
11.如權利要求10所述的信標發送方法，其中，由所述發送無線電節點原先包括的至少一個參數包含關於該發送節點的位置的參數。
12.一種在自主或多跳網絡中將信標消息發送到至少第二無線電節點的無線電節點(205)中的方法，其中所述自主或多跳網絡包括多個無線電節點(205、215)，在第一無線電節點中的所述方法的特徵在於第一無線電節點發送其信標的速率基於對網絡動態特性的估計。
13.如權利要求12所述的信標發送方法，其中第一無線電節點無線發送其信標的信標發送功率基於對網絡動態特性的估計。
14.如權利要求12或13所述的信標發送方法，其中所述對網絡動態特性的估計由第一無線電節點執行並基於從至少第二無線電接收的多個信標。
15.如權利要求14所述的信標發送方法，其中所述對網絡動態特性的估計基於對至少第二無線電節點相對於第一無線電節點的相對速度的分析。
16.如權利要求15所述的信標發送方法，其中所述對網絡動態特性的估計基於對多個相鄰無線電節點的相對速度的分析，且其中與第一無線電節點相比呈現最大相對速度的相鄰無線電節點給予所述網絡動態特性的估計以最大的影響。
17.如權利要求12到17所述的信標發送方法，其中第一無線電節點執行以下步驟a)-定義鄰居的子集NBv(305)；b)-記錄來自作為所述子集一部分的至少第二無線電節點的信標消息(310)並存儲對應信標消息的信標參數；c)-基於從在所述子集中的至少第二無線電節點接收的信標消息的信標參數估計網絡動態特性(315)；d)-基於對所述網絡動態特性的估計確定信標速率(325)。
18.如權利要求17所述的信標發送方法，其中所述方法包括在所述確定步驟d)之前要執行的以下步驟-比較對網絡動態特性的估計值(320)，其中如果網絡動態特性的當前估計與網絡動態特性的先前估計有至少預定量的不同，則所述方法進到所述確定步驟d)，否則第一所述方法繼續監控在所述子集中的相鄰無線電節點(步驟a-c)。
19.如權利要求18所述的信標發送方法，其中在所述估計網絡動態特性的步驟中，所述對網絡動態特性的估計至少部分地基於從所述子集中的至少第二無線電節點接收的信標的路徑損耗歷史。
20.如權利要求17所述的信標發送方法，其中所述信標參數包括至少一個與信標消息的接收信號強度有關的參數和至少一個與信標消息的到達時間有關的參數。
21.如權利要求20所述的信標發送方法，其中所述信標參數包含由發送無線電節點包括在信標消息中的參數。
22.如權利要求21所述的信標發送方法，其中由發送無線電節點原先包括的至少一個參數包含關於發送節點的位置的參數。
23.一種適於在自主或多跳網絡中通信的無線電節點(205)，所述無線電節點包括用來發送信標消息的發送部分和用來接收信標消息的接收部分，所述無線電節點的特徵在於所述接收部分配置成用來接收、存儲和處理多個信標消息以確定對網絡動態特性的估計，並且還在於所述發送部分配置成用來基於對網絡動態特性的估計調節無線電節點發送信標的速率。
24.如權利要求23所述的無線電節點，其中所述接收部分包括-信標記錄單元(505)，用於記錄多個信標消息並確定信標參數，所接收的信標參數至少包括相應的接收信號功率和所接收的信標消息的到達時間；-存儲單元(510)，用於存儲所接收的信標參數；-統計處理單元(515)，用於對所存儲的多個信標參數執行統計分析，由此產生對網絡動態特性的估計，其中所述發送部分包括-信標調節單元(520)，用於調節所發送的信標消息的傳輸速率和/或功率。
25.如權利要求24所述的無線電節點，其中所述統計處理單元(515)至少部分地基於對至少一個其它無線電節點對於第一無線電節點的相對速度的分析來估計所述網絡動態特性。
26.如權利要求25所述的無線電節點，其中所述統計處理單元(515)至少部分地基於對多個相鄰無線電節點的相對速度的分析來估計所述網絡動態特性，且其中與第一無線電節點相比呈現最大相對速度的相鄰無線電節點被給予對所述網絡動態特性的估計的最大影響。
27.如權利要求23-26所述的無線電節點，其中所述信標接收單元(505)適合於確定相鄰無線電節點的子集NBv，所述存儲單元(510)適合於記錄並存儲從作為所述子集的一部分的至少第二無線電節點接收的信標參數。
28.可直接裝到無線電節點(205、215)內的處理單元的內部存儲器中的電腦程式產品，包括適用於控制權利要求12-22中任一項的步驟的軟體代碼。
29.存儲在計算機可用介質上的電腦程式產品，包括適用於使得至少第一無線電節點(205、215)內的處理裝置中的處理單元來控制對權利要求12-22中任一項的步驟的執行的可讀程序。
30.一種適合於在自主或多跳網絡中進行通信的多個無線電節點(205、215)的系統，其中所述無線電節點(205、215)彼此發送信標消息(HELLO消息)，所述系統的特徵在於所述系統的無線電節點(205、215)使用如權利要求1-11中任一項所述的信標發送方法。
全文摘要
本發明涉及無線多跳或自主通信網絡中信標或「hello」消息的使用。在本發明的方法中，信標消息(HELLO消息)在自主或多跳網絡中的多個無線電節點(205、215)之間發送。無線電節點發送其信標的速率基於對網絡動態特性的估計。此外，信標的發送功率優選地基於對網絡動態特性的估計。無線電節點基於從相鄰無線電節點接收的信標對網絡動態特性作出估計。
文檔編號H04L12/56GK1934829SQ200480042156
公開日2007年3月21日 申請日期2004年12月23日 優先權日2003年12月30日
發明者P·拉松, N·J·漢松 申請人:艾利森電話股份有限公司